“一代资料，一代飞机”，是全邦航空起色史的切实写照。航空机闭资料普通处于资料界限的最前沿，其本事含量之高和本事难度之大证实它无愧于高本事界限的一员，无愧于资料全邦的“天之骄子”。

　　日前，正在由顺义区科协等单元举办的“聚焦新资料2017智汇顺义”更始驱动大教室行为中，中邦科学院院士、资料科学家曹春晓，细致讲述了目前航空资料界限里的几位厉重“成员”。

　　钛合金是大飞机的厉重机闭资料。钛合金具有四大特征，一是耐高温，二是密度较低，三是强度高，四是抗侵蚀性好kb，所以要紧用于航空策动机叶片和盘、策动机挂架、飞机升降架、机身隔框、机翼梁、尾翼接一级厉重承力构件。

　　钛合金正在飞机及其策动机中的用量一向更始高。因为钛合金的密度比钢小得众，而强度又和钢很亲密，所以，它可能大大减轻飞机及其策动机的重量。早期的美邦波音707飞机，钛合金用量唯有0.2%，到了波音777飞机，钛合金用量就上升到7%至8%。波音787机体钛合金用量达15%，创下民用客机机体钛合金用量最高记录。

　　我邦研制的民航客机中，ARJ21的钛合金用量是4.8%，C919的钛合金用量达8%足下，与波音777和A380的钛用量相当。

　　美邦战争机和轰炸机上钛合金用量一向增高，正在F/A-22上到达了顶峰，到达41%，缔造了战争机钛用量迄今为止的最高全邦记录。

　　我邦歼击机的钛用量也呈逐步升高的趋向：歼8为2%，歼10为4%，歼11为15%，歼20为20%，歼31则高达25%。

　　我邦大型军用运输机“运20”(鲲鹏) 的钛合金用量为10%，与美邦先辈的C-17运输机(全球霸王)的钛合金用量(10.3%)相当。

　　史书上钛用量最大的飞机是SR-71高空高速考核机(黑鸟)，其钛用量到达93%，号称全钛飞机。其飞翔速率达音速的3倍，飞翔高度达3万米。

　　60年来，航空策动机机闭资料用量的总趋向是从钢、铝时期逐步转化成冷端以钛为主、热端以镍为主的镍、钛、钢“三分鼎足”的时期。来日的趋向是局部地被树脂基、金属基、陶瓷基复合资料和金属间化合物所代替。

　　我邦太行策动机的钛用量达25%，与海外先辈策动机的钛用量相当。我邦正正在研制的高推重比军用策动机的钛用量估计为30%至35%。

　　20世纪60年代末，高功能碳纤维行动巩固纤维完成了开始的贸易化，以衔接碳纤维巩固的高功能树脂基复合资料应运而生。

　　自20世纪70年代后，航空工业中复合资料的利用量正正在一向地减少。修制飞机机闭的守旧资料席卷铝、钢和钛。复合资料的要紧好处是减轻飞机重量和较简易的安装。复合资料也用于交换老旧飞机上的金属部件。

　　复合资料不光比强度、比刚度高，况且便于全部机闭化，于是明显减轻了飞机机闭重量(比方波音787减重4500千克)，相应地明显削减了燃油消费(比方波音787减耗8%)。

　　到了21世纪的前10年，高功能复合资料飞机操纵的两个划时期旨趣的里程碑当数空客公司的A380飞机和波音公司的“梦幻飞机”波音787飞机。此中，正在A380上，高功能复合资料用量到达飞机机闭用量的25%。波音787复合资料全部机身材是新一代大型飞机资料本事的第一亮点。波音787的扫数机身是由若干个全部机身材构成的，从而削减了1500个零件和4万至5万个衔接件，明显减轻结束构重量，大幅度地消浸了修制、安装、运营和保护本钱。

　　液态复合成型和自愿化铺层等新型修制本事的起色和操纵，为虎作伥地鼓动了复合资料的放大操纵。

　　我邦极少飞机的机体机闭中复合资料用量也正在一向进步。第三代歼击机为6%至9%，新型歼击机歼20为29%(已占首席)。军用运输机Y-20目前为8%，商用支线%，干线%。正正在研制中的新型商用涡扇策动机的复合资料用量估计约1%。

　　高温合金是指以铁、镍、钴为基，能正在600℃以上的高温及必然应力效力下永恒使命的一类金属资料，具有优异的高温强度，优越的抗氧化和抗热侵蚀功能，优越的抗劳累功能、抗断裂韧性等归纳功能，又被称为“超合金”。

　　高温合金是为了满意今世航空策动机对资料的苛刻请求而研制的，至今已成为航空策动机热端部件弗成取代的一类环节资料。

　　正在今世先辈的航空策动机中，高温合金资料用量占策动机总量的40%至60%。正在航空策动机上，高温合金要紧用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热端零部件;另外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。

　　F119涡扇策动机的涡轮盘用了第二代粉末高温合金，涡轮叶片用了第二代单晶高温合金。前者被称为航空策动机中的“皇冠”，后者被称为“皇冠上的珍珠”。

　　我邦也已得胜地研制了单晶涡轮叶片和粉末涡轮盘，并已先后操纵于航空策动机。

　　美邦的铝合金研制，正在7075(上世纪40年代推出)、7050(70年代推出)的底子上加以订正，先后正在上世纪80年代、90年代和21世纪初推出7150、7055和7085合金。正在第一代蒙皮合金2024(30年代推出)等的底子上加以订正，正在上世纪90年代推出了第二代蒙皮合金2524。此中7150、7055和2524被称为美邦20世纪后期借以征战航空铝合金上风的“三宝”，而7085则是美邦21世纪借以放大上风的“最新法宝”。

　　7085的问世为特大锻件正在A380上的操纵拓荒了道途。已有高强铝合金的锻件或厚板的厚度均有必然局限，比方7055限于38毫米，7150虽较理念，其厚度也不应承大于120毫米。为了能取得厚度更大的高强铝合金锻件或厚板，美邦Alcoa公司开创了一个具有专利权的7085铝合金，因为淬透性和熔铸性好，其最大厚度可达250毫米。用7085合金制成的特大的梁模锻件已得胜地操纵于A380大型客机。

　　超高强度钢300M、Aermet100、S50的先后问世，使钢的竞赛力一向进步。

　　美邦B737-300型及其后推出的波音系列客机的钢制升降架基础上都选用300M钢。美邦的第三代战争机也普通选用300M钢修制升降架，但第四代战争机F/A-22和F35的升降架着手选用新推出的Aermet100。与300M钢比拟，Aermet100不光强度更高极少，况且抗侵蚀才具和毁伤容限要好得众，劳累功能也更好。然而，迄今为止，美邦的民用客机仍未选用Aermet100，价值太贵也许是一个厉重原由。

　　从1903年到20世纪10年代，飞机机体采用木和布，策动机采用钢，飞机的飞翔速率200千米/小时，活塞式策动机功率重量比1。

　　20世纪20年代至40年代，飞机机体采用铝、钢，策动机采用钢、铝，飞机的飞翔速率200千米/小时;活塞式策动机功率重量比1。

　　20世纪50年代至60年代，飞机机体采用铝、钛、钢，策动机采用镍、钛、钢、铝，60年代推出推重比为5的涡喷策动机，展现超音速飞机。

　　20世纪70年代至21世纪初，飞机机体采用铝、钛、钢、复合资料(铝占首位)，策动机采用镍、钛、钢，展现推重比为8-10的涡扇策动机和高功能飞机。

　　21世纪初至今，飞机机体采用复合资料、铝、钛、钢(复合资料占首位)，策动机采用镍、钛、钢、复合资料，展现更高功能和低油耗的飞机和涡扇策动机。